[发明专利]一种基于磁通切换的定子永磁式球形电机

权利要求书

1.一种基于磁通切换的定子永磁式球形电机，其特征在于：包括定子体，转子体，输出轴（5），基座（9），万向滚珠轴承（8）和螺栓；所述定子体包括定子外壳（1）、由两个导磁的定子磁极齿与永磁体（2）共同组成的磁极组以及磁极组上的绕组，所述定子外壳（1）由两个半球形球壳组合而成，通过螺栓固定；所述磁极组是由一块永磁体（2）与两个导磁的定子磁极齿组成一组磁极组，均匀的分布在定子外壳（1）的内表面上，磁极组分别按照同纬度与同经度均匀分布，磁极分三层排布，0°纬线、30°纬线与-30°纬线圆周各排布六组磁极组，每组磁极组之间间隔60°，纬线圆周方向排布主要用于实现球形电机的自旋运动，将磁极组均匀分三层排布，排布在同一经度下的磁极组，用于实现球形电机的倾斜运动；所述绕组为绕制在每个磁极组上的绕组线圈（4）；所述磁极组上的定子磁极齿底部与定子球壳固连，共同起导磁作用；

所述转子体包括转子磁极齿（6）和转子外壳（7）；所述转子磁极齿（6）是由导磁材料构成的凸起磁极齿，磁极齿根部连接在一起，磁极齿表面为弧面；转子磁极齿分三层排布在0°度纬线45°纬线以及-45°纬线；每层排布8个磁极齿，均匀间隔45°共三层；所述转子外壳（7）为中空球体，转子磁极齿（6）镶嵌填充在转子外壳（7）内并与内表面对齐，两者共同构成转子体；

所述输出轴（5）为球形电机负载输出位置，输出轴（5）穿过转子外壳（7）顶端并且固定在转子外壳（7）上端，输出轴（5）具有一定长度，向外部延伸；

所述基座（9）为定子外壳（1）支撑结构，基座（9）与定子外壳（1）相连，对整个电机起支撑作用，万向滚珠轴承（8）一端与基座（9）相连并且固定在基座（9）上，另一端与转子体接触，对整个转子体起支撑作用；

所述电机转子仅为按照经纬度均匀排布的转子磁极齿，没有任何绕组与磁极齿；所述定子每组磁极组上均绕有集中式绕组，每组磁极组包括两个定子磁极齿以及一块永磁体，永磁体充磁方向为永磁体与定子磁极齿公共接触面垂直方向；转子在实现自旋与倾斜运动时具有一定的对称性。